DIRECTIVE ErP

LA DIRECTIVE ErP
DES VENTILATEURS PLUS ÉCO-EFFICACES
À quoi se rapporte la nouvelle
directive « ERP » ?
La directive ErP 2009/125/CE relative à
l'éco-conception va favoriser l'utilisation
économique et durable des ressources
énergétiques disponibles. Ses principaux
objectifs sont la promotion de la conception
écologique et la lutte contre le changement
climatique grâce à une réduction des
émissions de CO2 dans l'atmosphère.
Au cours des prochains jours, l'application
de cette directive concernera tous les
produits récepteurs et consommateurs
d'énergie afin qu'ils soient respectueux de
l'environnement.
•En se fixant comme délai l'année 2020,
l'UE prétend atteindre l'objectif de KIOTO
en réussissant à augmenter de 20 % la
consommation d'énergies renouvelables
par rapport à la consommation d'origine
minérale.
•Il est impératif d'arriver à contrôler et
à améliorer la qualité des appareils
électriques, en améliorant leur rendement
par rapport aux nouvelles conceptions
plus efficaces.
Des normes spécifiques sont donc en
cours de développement pour chaque
produit commercialisé dans l'UE :
moteurs électriques, pompes à eau,
ventilateurs à usage industriel et résidentiel,
transformateurs, etc. À cette fin, une série
d'études est en cours de réalisation sur les
différentes catégories d'appareils classés
par LOTS, à partir desquels sont en train
d'apparaître les premières réglementations,
parmi lesquelles celle relative aux
ventilateurs.
2
De quelle façon cette directive
ErP va-t-elle concerner les
ventilateurs ?
À partir de chaque phase, aucun produit non
conforme à l'exigence citée ne pourra être
commercialisé sur le marché européen.
Fruit de l'étude pour la catégorie « LOT 11 »,
le premier règlement de la Commission (EU)
327/2011 a déjà été publié et va réguler les
ventilateurs à usage non résidentiel dont les
puissances électriques absorbées oscillent
entre 125 W et 500 kW.
Existe-t-il des exceptions sur les
ventilateurs concernés ?
Ce règlement établit deux phases pour leur
mise en œuvre complète :
• 1e phase : lancement en janvier 2013,
avec l'objectif d'appliquer un premier
niveau d'exigence en ce qui concerne le
rendement des ventilateurs.
• 2e phase : lancement en janvier 2015,
avec l'objectif d'augmenter encore
davantage ces niveaux d'exigence.
Ces deux phases sont liées avec celles
déjà appliquées par la directive 2009/640/
CE relative au rendement des moteurs
électriques standard, en vigueur depuis
l'année dernière (juin 2011). Depuis, Sodeca
équipe déjà tous ses ventilateurs de moteurs
à rendement IE2.
Dans le cadre de la deuxième phase, à partir
de janvier 2015, tous les moteurs électriques
devront avoir un rendement IE3. La seule
marge alternative sera l'utilisateur de
moteurs IE2 + onduleur ou de moteurs CE.
L'amélioration du rendement des ventilateurs
sera due dans une très grande mesure à
l'utilisation de moteurs à rendement plus
élevé. Mais d'autres améliorations seront
également introduites par l'utilisation de
configurations d'hélices et de turbines mieux
adaptées à chaque cas ou mieux optimisées
d'un point de vue de la conception.
Oui, au moins en ce qui concerne les
ventilateurs inclus dans la catégorie
« LOT 11 », en plus des produits qui
seront réglementés plus tard par d'autres
catégories pas encore finalisées. La
réglementation actuellement en vigueur
(EU) 327/2011 correspondant à la catégorie
« LOT 11 » comprend déjà des exceptions,
comme :
• les ventilateurs pour atmosphères
explosives ATEX ;
• les ventilateurs exclusivement destinés
à un usage d'urgence (400 ºC / 2 h,
300 ºC / 1 h, etc.) ;
• les ventilateurs spécialement conçus pour
travailler dans des environnements dont
la température dépasse 65 ºC ou pour
transporter des gaz à plus de 100 ºC ;
• les ventilateurs spécialement conçus
pour travailler dans des environnements
dont la température est inférieure à -40 ºC
ou pour transporter des gaz à moins de
-40 ºC ;
• les ventilateurs équipés de moteurs pour
tensions spéciales, Vca > 1000 V ou
Vcc > 1500 V ;
• les ventilateurs pour environnements
toxiques, hautement corrosifs ou
inflammables ;
• les ventilateurs utilisés pour le transport
de substances non gazeuses (solides)
dans des processus industriels.
Il est également envisagé de pouvoir
commercialiser des ventilateurs ne
satisfaisant pas au règlement 327/2011
jusqu'au 1er janvier 2015, à condition
qu'ils servent de pièces de rechange pour
des ventilateurs intégrés à des produits
commercialisés avant le 1er janvier 2013.
Que se passe-t-il dans le cas de produits exportés dans des pays hors UE ?
Le respect de cette directive ne sera exigé qu'au sein de l'UE.
Les ventilateurs à haut rendement feront-ils l'objet d'un marquage particulier ?
Oui, car sinon le non-respect de cette directive empêcherait le marquage CE. De plus, il faudra indiquer de façon claire les produits qui y
satisfont, aussi bien dans les catalogues que dans les programmes de sélection utilisés.
Ces ventilateurs seront-ils plus chers ?
De nombreux ventilateurs Sodeca satisfont déjà aux exigences de la directive. Mais si l'acquisition de ces produits se révélait significativement
plus chère, les propres économies d'énergie permettraient de récupérer l'investissement. De plus, ces produits seraient évidemment
beaucoup plus rentables à long terme. Sodeca intègre par ailleurs de nouvelles technologies de dernière génération aux moteurs à haut
rendement IE2 et IE3 et aux systèmes CE, ce qui va permettre de bénéficier de nombreux autres avantages en matière de régulation, de
communication et d'interaction avec d'autres appareils.
SOLUTIONS ALTERNATIVES OFFERTES
PAR SODECA SELON LE CAS :
Utilisation directe de moteurs asynchrones
triphasés IE2, IE3. Cette solution est
particulièrement indiquée pour des
puissances supérieures à 1 CV (750 W).
Les mêmes moteurs asynchrones IE2
peuvent être combinés avec des
régulateurs de fréquence du marché lors
de l'installation de l'équipement, ou par
le biais de systèmes compacts montés
en usine dans lesquels l'électronique
est incluse dans le propre moteur ou
ventilateur. Cette combinaison va faciliter
l'adaptation aux réseaux de 50 Hz ou
60 Hz, avec différentes tensions, y
compris à des réseaux monophasés si la
puissance de l'équipement le permet.
L'emploi de moteurs CE à aimants
permanents sans balais peut également être
envisagé. Ces moteurs permettent d'obtenir
de très hauts rendements avec une vitesse
et un couple constants indépendamment de
la charge. En comparaison avec les moteurs
à induction normaux, ils permettent d'obtenir
des puissances équivalentes, mais avec
un rendement beaucoup plus élevé et un
encombrement beaucoup plus faible. Dans
ce cas, l'électronique est également intégrée,
et donc aussi des fonctions de commande et
de régulation.
3
Comment l'objectif de rendement est-il calculé ?
Le règlement CE nº 327/2011 fixe des exigences minimales en deux
phases en ce qui concerne le rendement, la première applicable
en 2013 et la seconde, plus exigeante, en 2015. Les objectifs
de rendement seront déterminés selon le type de ventilateur, la
puissance électrique consommée au point de rendement optimal
du ventilateur, et le type d'essai aérodynamique utilisé. Le taux de
rendement (N) est la valeur que prend le rendement requis pour
une puissance électrique d'entrée de 10 kW. N diffère selon le type
d'essai utilisé et augmente lors du passage de la première à la
deuxième phase d'application. Par exemple, dans un ventilateur
axial testé dans le cadre d'un essai de type C, la valeur de N exigée
est de 36 % pour 2013 et de 40 % pour 2015, comme le montre le
graphique suivant.
Objectif (%)
Degré de
rendement
2015, N=40
Degré de
rendement
2013, N=36
Objectif pour ventilateurs axiaux et une mesure de type C
42 %
a. S'il est équipé d'un
variateur de vitesse :
b. S'il n'est pas équipé d'un
variateur de vitesse :
Où, pour le point de rendement optimal :
• ηe est le rendement global.
• Pu(s) est la puissance du gaz du ventilateur.
40 %
2015
38 %
36 %
• Pe est la puissance électrique d'entrée de l'alimentation
du moteur.
2013
34 %
• Ped est la puissance électrique d'entrée de l'alimentation
du variateur de vitesse.
32 %
30 %
28 %
26 %
24 %
22 %
SI LE VENTILATEUR EST FOURNI MONTÉ
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Pe(d) (kW)
Comment calculer le rendement du ventilateur ?
Le rendement du ventilateur est calculé au point de rendement
optimal. Ce point doit être supérieur ou égal à l'objectif exigé.
La méthode de calcul diffère selon les éléments intégrés dans le
ventilateur et selon qu'il se trouve ou non à l'endroit de montage
final.
Puissance
électrique
Ped
Puissance
Hydraulique
Pus
•
CC est le facteur de compensation de la charge partielle.
Pour Ped supérieure à 5 kW, le facteur est égal à 1,04.
Pour des puissances inférieures à 5 kW, le facteur est supérieur.
Voir graphique joint.
Cc
1,16
1,14
1,12
1,1
1,08
1,06
1,04
1,02
Pertes
Pertes
Variateur Moteur
4
Pertes
Pertes
Transmission Turbine
0
0,75
1,5
2,25
3
3,75
4,5
5,25
6
Ped (kW)
SI LE VENTILATEUR EST FOURNI DÉMONTÉ
0,9
0,85
0,8
0,75
0,7
0,65
Où, pour le point de rendement optimal :
0,6
0,55
• ηe est le rendement global.
0,5
0
1
2
3
4
5
Pe (kW)
• ηr est le rendement de la turbine.
Où Pu(s) est la puissance du gaz et Pa la puissance mécanique
sur l'axe de la turbine.
0,96
•
ηm est le rendement du moteur. Il faut utiliser des moteurs qui
satisfont au règlement (CE) nº 640/2009 relatif au rendement
des moteurs. Si le ventilateur est fourni sans moteur ou s'il n'est
pas concerné par le règlement relatif aux moteurs, il est possible
d'estimer son rendement par calcul, selon la puissance
électrique d'entrée recommandée (Pe(kW)) pour le point de
rendement énergétique optimal du ventilateur. Sur les
graphiques suivants, on peut observer ces valeurs par défaut.
•
ηT est le rendement du système de transmission. Pour
des ventilateurs à transmission directe, il est égal à 1. La
transmission est considérée à haut rendement lorsque la
largeur de la courroie est supérieure ou égale au triple de sa
hauteur. On considère également à haut rendement les courroies
dentées et les pignons dentés. Leur rendement peut
être estimé à l'aide de la puissance sur l'axe de la turbine
(Pa (kW)). Pour des valeurs de Pa inférieures à 1 kW et
supérieures à 5 kW, il est considéré constant.
Voir graphique joint.
0,94
0,92
0,9
0,88
0,86
• Cm est le facteur de compensation pour prendre en compte
l'adaptation des composants. Il est égal à 0,9.
• CC est le facteur de compensation de la charge partielle. Sans
régulateur de vitesse, il est égal à 1. Avec variateur, il prend les
mêmes valeurs que le ventilateur sur montage final.
5
30
55
80
105
130
155
Pe (kW)
Bas rendement
Haut rendement
1
0,98
0,96
0,94
0,92
0,9
0,88
0
1
2
3
4
5
6
Pa (kW)
5
TRAVAIL EFFICACE
SV/EW
Extracteurs en ligne pour
conduits, équipés d'un
moteur BRUSHLESS-EC
(sans balais CE) à haut
rendement commandés
électroniquement.
HEP/EW
Ventilateurs hélicoïdaux
muraux avec hélice en
plastique, équipés d'un
moteur INDUSTRIEL
BRUSHLESS-EC (sans
balais CE) et électronique
intégrée, avec possibilité
de régulation par
potentiomètre de 10 kΩ
ou signal 0-10 V.
HC/EW
HCH/EW
Ventilateurs hélicoïdaux
muraux extrêmement
résistants, avec hélice en
plastique (version PL) ou
hélice en aluminium (version
AL), équipés d'un moteur
IE2 ou IE3 selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
HCT/EW
Ventilateurs hélicoïdaux
tubulaires extrêmement
résistants, avec hélice
en plastique (version PL) ou
hélice en aluminium (version
AL), équipés d'un moteur
IE2 ou IE3 selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
CBD/EW
Ventilateurs centrifuges à
double aspiration équipés :
• D'un moteur BRUSHLESS-EC
(sans balais CE) et
électronique intégrée, avec
possibilité de régulation
par potentiomètre de
10 kΩ ou signal 0-10 V.
• D'un moteur IE2 avec
électronique dans boîtier
auxiliaire.
CMP-S/EW
Petits ventilateurs
centrifuges à moyenne
pression, équipés d'un
moteur INDUSTRIEL
BRUSHLESS (sans balais) et
électronique intégrée, avec
possibilité de régulation par
potentiomètre de 10 kΩ
ou signal 0-10 V.
6
NEOLINEO/EW
Extracteurs en ligne
pour conduits de
taille réduite avec moteurs
DC-BRUSHLESS-ES
(CC sans balais CE)
commandés
électroniquement, pour
une consommation
extrêmement faible.
Ventilateurs hélicoïdaux
muraux avec hélice en
plastique, équipés d'un
moteur IE2 ou IE3 selon
modèle, préparés pour
fonctionner avec onduleur.
CMP-B/EW
Ventilateurs centrifuges
à moyenne pression,
équipés d'un moteur
IE2 ou IE3 selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
CMR/EW
Ventilateurs centrifuges
à moyenne pression et
aspiration simple,
extrêmement résistants,
équipés d'une turbine à
réaction, avec moteur IE2 ou
IE3 selon modèle, préparés
pour fonctionner
avec onduleur.
CAS/EW
Ventilateurs centrifuges
à haute pression et
aspiration simple,
extrêmement résistants,
équipés d'une turbine à
réaction, avec moteur IE2 ou
IE3 selon modèle, préparés
pour fonctionner avec
onduleur.
HT-S/EW
Extracteurs pour toiture,
avec hélice en plastique,
équipés d'un moteur
INDUSTRIEL BRUSHLESSEC (sans balais CE) et
électronique intégrée, avec
possibilité de régulation par
potentiomètre de 10 kΩ
ou signal 0-10 V.
HT-B/EW
Extracteurs pour toiture,
avec hélice en plastique,
équipés d'un moteur
IE2 ou IE3 selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
CHT/EW
Extracteurs centrifuges
pour toiture, 400 ºC/2 h,
avec sortie d'air
horizontale, équipés
d'un moteur IE2 ou IE3
selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
CVT/EW
Extracteurs centrifuges
pour toiture, 400 ºC/2 h,
avec sortie d'air verticale,
équipés d'un moteur
IE2 ou IE3 selon modèle,
préparés pour fonctionner
avec onduleur.
CHRE/EW
Extracteurs centrifuges
pour toiture de faible
niveau sonore, avec moteur
BRUSHLESS-EC (sans
balais CE) à haut rendement,
commandés
électroniquement.
7
VENTILATEURS
HÉLICOÏDAUX ET
EXTRACTEURS DE TOITURE
VENTILATEURS
CENTRIFUGES ET EXTRACTEURS
EN LIGNE
EXTRACTEURS
POUR L'ÉVACUATION
DES FUMÉES
EXTRACTEURS POUR
ATMOSPHÈRES EXPLOSIVES
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